葡萄糖對人類皮膚先天性免疫之作用：糖尿病傷口癒合不良病人之體外分子機轉研究

Effects of glucose on innate immunity in skin: an in vitro study of molecular mechanisms on impaired wound healing in diabetic patients.

郭忠民(Chung-Ming Kuo)

指導教授 ： 吳慶軒

共同指導教授 ： 藍政哲(Cheng-Che Lan)

高雄醫學大學/健康科學院/醫學檢驗生物技術學研究所/碩士(2009年)

摘要

糖尿病(Diabetic mellitus，DM) 病人是因為體內血糖調控失衡而造成，嚴重時引發許多組織器官慢性併發症。糖尿病病人當皮膚有傷口時，容易因為外來環境中病原體引起皮膚感染而造成皮膚傷口癒合不良，人類的皮膚是最常與致病原接觸的部位，而表皮為人體先天性免疫防禦機制之一，更是對抗微生物感染的第一道防線。角質細胞能夠藉由製造各種抗微生物蛋白，來保護人體免於病原體之感染。β防禦素 (β-defensin) 是角質細胞所產生之主要的抗微生物蛋白，具有廣效的抗微生物活性。Toll-like receptors (TLRs) 能夠辨識外來病原體，提供訊息傳遞抵抗入侵微生物，在人體先天性免疫的功能也扮演重要地位。過去的研究報告顯示糖尿病鼠β-defensins有減少之情形。本論文將藉著高濃度D-glucose之刺激來模擬糖尿病病人體內高血糖濃度之情況，並透過 Lipopolysaccharide (LPS) 與 phorbol myristate acetate (PMA) 的作用模擬傷口感染病原體的情形，來探討 β-defensin 及其上游之主要調控者 TLRs 之表現。結果發現高濃度的葡萄糖能抑制人類角質細胞的生長，而以LPS刺激高濃度葡萄糖作用之角質細胞無法刺激其增生，另一方面，PMA 刺激高濃度葡萄糖作用之角質細胞對其增生無明顯影響。在 HBDs 之表現結果方面發現，高濃度葡萄糖作用下角質細胞在 human β-defensin-2 (HBD-2) 與 HBD-3 的表現均下降，HBD-1 則不受影響。此外，角質細胞在 TLR-2 與 TLR-4之表現則不受葡萄糖濃度之影響。高濃度葡萄糖作用下再以LPS刺激角質細胞其HBD-2、HBD-3 與 TLR-4 之表現明顯低於正常濃度葡萄糖之作用。另一方面，高濃度葡萄糖作用下再以 PMA 刺激角質細胞其 HBD-2、HBD-3 與 TLR-4 之表現均明顯低於正常濃度葡萄糖之作用。在刮傷試驗 (in vitro scratch assay) 結果顯示，高濃度葡萄糖能夠抑制角質細胞的移動，而 LPS 刺激高濃度葡萄糖作用之角質細胞並無法促進角質細胞的移動。高濃度葡萄糖作用下以 PMA 刺激角質細胞其p38 MAPK的表現明顯低於正常濃度葡萄糖之作用。綜合上述研究結果得知，高濃度的葡萄糖的作用會抑制角質細胞表面辨識病原體接受器 TLR-4 之表現，進而造成 p38 MAPK 之表現減少，使得角質細胞在 HBD-2 及 HBD-3 之表現減低。本研究成果顯示高濃度葡萄糖能夠抑制皮膚先天性免疫之正常功能，而造成糖尿病病人傷口反覆性感染，進而使得傷口不易癒合。

關鍵字

葡萄糖 ； 防禦素 ； TLR ； 先天性免疫 ； 細胞移動增生

並列摘要

無資料

並列關鍵字

HBD ； TLR ； innate immunity ； glucose ； migration ； proliferation

參考文獻

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